Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена


Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена

Технология изготовления высоковольтных силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ-кабели, XLPE-кабели) является одной из наиболее прогрессивных технологий в кабельной технике. Сшитый полиэтилен (СПЭ) идеально подходит для изоляции высоковольтных кабелей.

Массовое производство высоковольтных кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальное напряжение 110 кВ и выше началось еще в 70-х годах прошлого столетия. Основным недостатком первых кабелей высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена было интенсивное старение полимерной изоляции. Главная проблема кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена – определяемый триингами (медленно развивающимися в сильном электрическом поле каналами пробоя) срок их службы, который не должен уступать таковому для соответствующих кабелей с бумажно-масляной изоляцией (не менее 25–30 лет).

Во многих странах (ФРГ, Франция, Италия, США, Япония и др.) ве-лись и ведутся интенсивные исследования по совершенствованию кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. Усовершенствование технологических процессов изготовления кабеля и применение различных добавок к полиэтилену позволило ряду ведущих зарубежных фирм разработать кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальные напряжения до 420–550 кВ. Современные СПЭ-кабели благодаря своей конструкции, технологии изготовления и совершенным изоляционным материалам технически более совершенны и более экономичны по сравнению с маслонаполненными кабелями и в последние годы быстро вытесняют в новых проектах кабели с бумажной изоляцией.

Сравнительные характеристики кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена и маслонаполненных кабелей приведены в табл. 2. Основным преимуществом использования кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена является более высокая надежность КЛ, что связано как с улучшенным качеством кабеля, так и с технологией монтажа концевых и соединительных муфт. Кроме того, СПЭ-кабели имеют меньший диаметр и легче, чем кабели с бумажно-масляной изоляцией, и поэтому они могут прокладываться большими длинами, что уменьшает число соединений и увеличивает надежность линий. Отсутствие жидких компонентов в изоляции позволяет использовать СПЭ-кабели в широком диапазоне окружающих температур и без ограничений по разности высот прокладки. По этой же причине КЛ, выполненные СПЭ-кабелями, экологически более безопасны и не требуют постоянного контроля и обслуживания в процессе эксплуатации. При современной технологии изготовления кабелей в процессе вулканизации (сшивки) полиэтиленовой изоляции происходит изменение молекулярной структуры полиэтилена и образуются новые межмолекулярные связи, что приводит к улучшению электрических и механических свойств изоляции. Процесс вулканизации (сшивки) особо чистого полиэтилена при пероксидной технологии производится химическим способом в “вулканизационной трубе” в среде нейтрального газа (азота) при высоком давлении (8-9 атмосфер) и высокой температуре (285-400 ?С) с использованием в качестве реагента пероксида дикумила. При высокой температуре сшивка происходит равномерно по всей толщине изоляции без пустот и посторонний включений. Эта технология применяется в вертикальных (наклонных[) экструзионных линиях. Для улучшения электроизоляционных свойств и исключения возможности образования дефектов в изоляции используется также более совершенный процесс “сухой” сшивки или вулканизации (метод “MDCV”). При использовании этого метода на жилу, которая подается с барабана, немедленно накладывается изоляционный компаунд, не содержащий влаги и посторонних включений. Далее жила сразу поступает в “вулканизационную трубу”, где производится сшивка изоляции посредством нагрева “вулканизационной трубы” постоянным током, т.е. изолированная жила не подвергается воздействию азота. Необходимо отметить, что экструзия электропроводящего экрана по жиле, слоя изоляции и электропроводящего экрана по изоляции осуществляется одновременно, т.е. происходит трехслойное экструдирование. Такая технология обеспечивает хорошую адгезию между экранами и изоляцией, а также отсутствие газовых включений в изоляции и на границе с экранами. Токопроводящие медные или алюминиевые жилы СПЭ-кабелей изготавливаются уплотненными и герметизированными, а при сечении жилы более 1000-1200 мм2 сегментированными для уменьшения поверхностного эффекта. Внутренний полупроводящий слой, изоляция и внешний полупрово-дящий слой выпресовываются одновременно из композиций сшиваемого полиэтилена высокой частоты. При этом толщина и эксцентриситет слоев непрерывно контролируются приборами лазерного контроля. Металлический экран кабеля состоит из медных проволок и спирально наложенной медной ленты. Сечение экрана выбирается по условию протекания токов короткого замыкания. Для обеспечения продольной герметизации используется слой водонабухающего материала.

Для надежной защиты изоляции кабелей от влаги используется оболочка из алюмополимерной ленты, сваренной c полиэтиленовой или ПВХ оболочкой, для радиальной герметизации (см. рис. 24). Рис. 24. Элементы конструкции СПЭ-кабелей с пластмассовой оболочкой.

Помимо оболочки из полиэтилена или ПВХ-пластиката (стандартный вариант для кабелей, проложенных в земле), может использоваться усиленная полиэтиленовая оболочка с продольными ребрами жесткости (для сложных трасс), а также свинцовая оболочка (cм. рис. 25) или гофрированная алюминиевая оболочка (cм. рис. 26). Поверх внешней оболочки может накладываться слой, защищающий кабель от возгорания. Для измерения температуры нагрева кабеля по всей трассе и для передачи данных в кабель (между проволоками экрана или под свинцовой оболочкой) могут быть интегрированы оптоволоконные нити. Рис. 25. Элементы конструкции СПЭ-кабелей со свинцовой оболочкой.

Рис. 26. Элементы конструкции СПЭ-кабелей с алюминиевой оболочкой. Как уже отмечалось, к настоящему времени рядом ведущих зарубеж-ных фирм разработаны и выпускаются одножильные СПЭ-кабели на напряжения до 420–550 кВ с сечением токопроводящей жилы до 2500-3000 мм2 и с пропускной способностью до 1000 МВА (см. табл. 3).

В последние годы за рубежом находят применение также трехжильные кабели с СПЭ-изоляцией в стальной трубе (см. рис. 27). Кабели специально были разработаны для возможности использования уже существующих труб при реконструкции старых линий.

Рис. 27. Элементы конструкции трехжильных СПЭ-кабелей 132 кВ в стальной трубе. Ведущими зарубежными производителями высоковольтных СПЭ-кабелей являются компании ABB, NEXANS, Pirelli, NKT Cable, корпорация Sumitomo Electric.

В России освоен выпуск кабелей c с изоляцией из сшитого полиэтилена на номинальное напряжение 110 кВ (производитель – ЗАО “АББ Москабель”) c использованием новейших технологий (по лицензии фирмы АВВ Energiekabel). В Украине также освоен выпуск СПЭ-кабелей на напряжение 110 кВ (производитель – завод “Южкабель”). В 2007 г. ОАО “Севкабель” запустило линию (фирмы Maillefer) по производству кабеля с изоляцией из пероксидносшитого полиэтилена на напряжение до 220 кВ включительно.

Конструктивно кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена напряжением 110 кВ (марок ПвП, ПвПу, АПвП, АПвПу) состоит из круглой многопроволочной медной или алюминиевой жилы сечением от 185 до 800 мм2, полупроводящего слоя по жиле, изоляции из сшитого полиэтилена толщиной 15-16 мм, полупроводящего слоя по изоляции, полупроводящей ленты, экрана из медных проволок и медной ленты, полупроводящей ленты, оболочки из полиэтилена или ПВХ пластиката. Для обеспечения продольной герметизации в кабелях индексом “г” используется слой водонабухающего материала. При контакте с водой этот слой разбухает и формирует продольный барьер, предотвращая распространение влаги при повреждении наружной оболочки. Кабели имеют оболочку из черного полиэтилена. Кабели с индексом “у” имеют усиленную полиэтиленовую оболочку с продольными ребрами жесткости (используются при прокладке на сложных участках кабельных трасс).

Все кабели комплектуются соответствующей кабельной арматурой, состоящей из элементов заводской сборки (изолирующие части и конуса изготавливаются из силиконовой резины), включая концевые муфты наружной установки, муфты для ввода в элегазовые КРУ и трансформаторы, соединительные муфты.

В частности широко применение находят кабельные муфты фирмы “Райхем ”, в том числе: – композитные концевые муфты наружной установки типа OHVT-145C и OHVT-170C (корпус муфты состоит из резиновой трубки, усиленной стекловолокном, с юбками из силиконовой резины; конус выравнивания напряженности электрического поля выполнен из силиконовой резины; пространство между конусом, изоляцией кабеля и внутренней поверхностью корпуса заполнено силиконовым маслом; для герметизации используются термоусаживаемые компоненты; для соединения применяется болтовой соединитель со срывными головками); – сухие концевые муфты наружной установки типа OHVT-145D без заполнения маслом (силиконовый резиновый корпус с юбками со встроенным контактным электродом; силиконовый конус выравнивания напряженности электрического поля; металлическое подпружинивающее кольцо; изолированный кабельный сальник; болтовой соединитель со срывными головками); – концевые муфты для распределительных и трансформаторных подстанций типа SHVT-170 и THVT-170 для работы в элегазе и изоляционных жидкостях (эпоксидный изолятор со встроенным контактным электродом; силиконовый конус выравнивания напряженности электрического поля; заполнение силиконовым маслом; болтовой соединитель со срывными головками; экран против короны); – сухие компактные концевые муфты для распределительных и трансформаторных подстанций типа PHVS-145 и THVS-145 без заполнения маслом (легкий эпоксидный корпус со встроенным контактным электродом; силиконовый конус выравнивания напряженности электрического поля; металлическое подпружинивающее кольцо; болтовой соединитель со срывными головками; экран против короны); – соединительные и экранно-разделительные муфты типа EHVS-145 (конструкция состоит из трех предварительно изготовленных на заводе частей – соединителя, адаптеров из силиконовой резины, включая конусы выравнивания, и корпуса муфты из силиконовой резины; встроенная блокировка влаги с использованием термоусаживающихся компонентов; соединительные гильзы со срывными головками). Для соединения маслонаполненных кабелей низкого давления на на-пряжение 110 кВ с кабелями с изоляцией из сшитого полиэтилена на напряжение 110 кВ предприятием ООО “Техкабель”(разработка ОАО “ВНИИКП”) выпускаются переходные муфты типа МПМНП-110 (МПМНП-М-110; МПМНП-МС-110). Конструкция муфт состоит из центральной части, изготовленной и испытанной в заводских условиях (литые детали из эпоксидного компаунда, усиливающая изоляция из пропитанной маслом бумаги, центральный электрод) и двух кабельных заделок, заключенных в немагнитный металлический кожух с отводами для заземления. Заделка маслонаполненной части муфты, содержащая наложенную дополнительно бумажно-пропитанную изоляцию и запрессованный на жиле контактный наконечник, заполняется кабельным маслом. Заделка кабеля с полимерной изоляцией, содержащая запрессованный на жиле контактный наконечник и дополнительно выпресованную полиэтиленовую изоляцию, заполняется полиметилсилоксановой жидкостью. В последние годы КЛ высокого и сверхвысокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена широко применяются при организации глубоких вводов в центральные районы крупнейших городов мира, так как они помимо надежного электроснабжения, обеспечивают минимальный землеотвод и максимальное сохранение окружающей среды. Из реализованных в последние годы крупных проектов КЛ с изоляцией из сшитого полиэтилена для передачи большой мощности в густонаселенных городских районах можно выделить, например, двухцепную подземную КЛ 400 кВ Восток-Запад в Берлине с передаваемой мощностью свыше 1600 МВА. Самым мощным является подземный кабель 400 кВ, входящий в проект новой инфраструктуры энергоснабжения Лондона (сечение жилы кабеля – 2500 мм2, расчетный ток – 3700 А). КЛ большой длины на напряжение 500 кВ (Shin Keiyo-Toyosu Line) проложена в городе Токио. Длина линии – 40 км. В России высоковольтные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена также находят все более широкое применение. Так, например, кабели с СПЭ-изоляцией использовались при реконструкции и строительстве сетей 110 и 220 кВ в Москве по проекту энергетического кольца. В Санкт-Петербурге в настоящее время ведется прокладка кабелей на напряжение 330 кВ (длина линий 4–5 км). Кабель 500 кВ с СПЭ-изоляцией был применен для вывода мощности от Бурейской ГЭС. Силовые кабели прокладываются либо непосредственно в траншее, либо в специальном туннеле, либо в коллекторе, где размещаются и другие жизненно важные городские коммуникации. Вдоль трассы прокладки кабеля предусматриваются подземные колодцы для монтажа соединительных муфт. Для механизации рытья траншей и прокладки кабелей используются специальные машины. В каждом проекте учитывается специфика прокладки кабеля и, соответственно, корректируется его предельная пропускная способность по току.

Усовершенствование технологий производства кабелей, их прокладки и монтажа приводит к снижению капитальных вложений на сооружение КЛ. На сегодняшний день капитальные вложения в современные подземные высоковольтные КЛ могут в 5 раз и более превышать затраты на сооружение воздушных линий. Однако учет экономических и эксплуатационных факторов (минимальный землеотвод, высокая надежность, меньшие издержки при техническом обслуживании, меньшие потери, высокая устойчивость к кратковременным перегрузкам и др.) может существенно снизить это соотношение в пользу кабелей.

pue8.ru

Кабель из СПЭ. Условия применения кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, характеристики, конструкция кабеля из спэ.

1. Особенности конструкций кабелей из СПЭ

1.1 Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 10-35 кВ номинальной частотой 50 Гц в сетях с заземленной или изолированной нейтралью.

Кабели по конструктивному исполнению, техническим характеристикам и эксплуатационным свойствам должны соответствовать требованиям стандарта «Силовые кабельные линии напряжением 0,4-35 кВ. Условия создания. Нормы и требования» и техническим условиям предприятия - изготовителя кабельной продукции.

Кабели с изоляцией из СПЭ предприятия России выпускают в соответствии с требованиями ТУ 16.К71-335-2004, ТУ 16.К71-359-2005 и ТУ 3530-001-42747015-2005, гармонизированными с рекомендациями МЭК 60502-2.

1.2          В кабельных распределительных электрических сетях применяются кабели с изоляцией из СПЭ в одножильном или трёхжильном исполнении (3 одножильных кабеля с изоляцией из СПЭ, скрученные между собой без наложения общей оболочки и трехжильные кабели с общим металлическим экраном и наружной оболочкой, в том числе, бронированные).

Преимущественное исполнение одножильное, что обусловлено технико- экономическими преимуществами одножильных кабелей в сравнении с трехжильными.

1.3          Конструкции кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена последнего поколения отличаются наличием герметизирующих элементов, препятствующих распространению влаги по токопроводящей жиле или в области металлического экрана. Такие кабели содержат водоблокирующие элементы, наложенные в виде обмотки водонабухающей ленты или водонабухающего порошка, введенного в промежутки между проволоками токопроводящей жилы или металлического экрана.

Пример конструктивного исполнения одножильного кабеля на напряжение 10-35 кВ приведен на рисунке 1.

1.4          Современная конструкция кабеля включает экран из медных проволок общим сечением экрана 16, 25, 35 (стандартные сечения по ТУ) и 50, 70, 95 мм2.

1.5          Срок службы кабелей не менее 30 лет при соблюдении условий хранения, прокладки и эксплуатации.

Рисунок 1 - Конструкция одножильного кабеля из СПЭ на напряжение 10-35 кВ:

1             - круглая многопроволочная уплотненная алюминиевая или медная токопроводящая жила (ТПЖ);

2             - экран по ТПЖ (экструдированный полупроводящий слой из сшитого полиэтилена);

3             - изоляция кабеля (сшитый полиэтилен Пв);

4             - экран по изоляции (экструдированный полупроводящий слой из СПЭ);

5             - слой электропроводящей бумаги или электропроводящей водоблокирующей ленты (г);

6             - экран из медных проволок сечением 16, 25, 35 мм2 , поверх которых наложена медная лента;

7             - разделительный слой из кабельной бумаги или прорезиненной ткани;

8             - полимерная лента;

9             - оболочка - полиэтилен повышенной твердости (П), полиэтилен с увеличенной толщиной оболочки (Пу), поливинилхлоридный пластикат (В), пластикат повышенной пожарной безопасности (Внг-LS), полимерная композиция пониженной горючести, не содержащая галогенов (Пнг - HF).

1.6          Диапазон номинальных сечений токопроводящих жил кабелей 50-800 мм2.

1.7          Номинальная толщина изоляции кабеля зависит от напряжения, на которое рассчитан кабель с изоляцией из СПЭ. Толщина изоляции указывается в ТУ.

2. Общие условия применения кабеля из СПЭ

2.1 Кабели с изоляцией из СПЭ по конструктивному исполнению, техническим характеристикам и эксплуатационным параметрам должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации на промышленный выпуск кабелей и техническим условиям предприятий изготовителей кабельной продукции.

2.2          Кабели с изоляцией из СПЭ целесообразно применять в кабельных линиях распределительных электрических сетей при необходимости:

-              передать большую электрическую мощность;

-              обеспечить высокий уровень надежности передачи электрической энергии по кабельным линиям;

-              выполнить проект кабельной линии, трасса которой проходит по территории с большой разностью высот (уровней прокладки);

-              выполнить проект линий электропередачи с повышенным уровнем экологической и пожарной безопасности.

2.3          Одножильные кабели марок ПвП, АПвП, ПвПу и АПвПу рекомендуется применять при прокладке кабельной линии в земле независимо от степени коррозионной активности грунтов. Допускается подвеска указанных кабелей на воздухе, прокладка в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, если такие меры предусматриваются классом пожарной опасности проектом КЛ (например, нанесения огнезащитных покрытий).

Кабели указанных марок с индексами «г» и «2г» предназначены для прокладки в земле, в воде (в несудоходных водоемах) при соблюдении мер, исключающих механические повреждения кабеля.

2.4          Кабели с изоляцией из СПЭ марок ПвПу и АПвПу предназначены для прокладки на сложных участках кабельных трасс, которые содержат:

-              более 4 поворотов под углом свыше 30

-              прямолинейные участки с 4 переходами или более в трубах длиной свыше 20 м;

-              более чем 2 трубных прохода длиной 40 м и более.

2.5          Кабели с изоляцией из СПЭ марок ПвВ, АПвВ, ПвВнг, АПвВнг, ПвВнг - LS, АПвВнг - LS, ПвПнг - HF, АПвПнг - HF предназначены для прокладки кабельных линий в сухих грунтах.

2.6          Кабели с изоляцией из СПЭ марок ПвВнг-LS, АПвВнг-LS, ПвПнг - HF, АПвПнг - HF предназначены для применения в кабельных линиях электропередачи для групповой прокладки на воздухе, в кабельных сооружениях и помещениях, в которых установлены повышенные требования к плотности дыма при пожаре.

2.7          Кабели с изоляцией из СПЭ марок ПвПнг-HF, АПвПнг-HF предназначены для применения в кабельных сооружениях, где имеют место повышенные требования по ограничению воздействия активных к коррозии газов.

2.8          Использование кабеля в сетях с изолированной нейтралью, в которых допускается длительное воздействие на изоляцию кабеля высокочастотных перенапряжений при горении прерывистой дуги, рекомендуется при отключении линии при ОЗЗ.

Не отключённые при ОЗЗ линии повышают вероятность многоместного пробоя изоляции с необходимостью замены больших участков кабеля на одном или нескольких присоединениях.

2.9          Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена рекомендуется применять в кабельных сетях с заземлённой нейтралью при наличии релейной защиты, действующей на отключение при коротком замыкании на землю.

2.10       Номинальное значение резистора при использовании кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена выбирается из условия, что ток, создаваемый им в точке короткого замыкания на землю, должен быть равным фазному току самого мощного присоединения к кабельной линии.

2.11       Использование кабеля с изоляцией из СПЭ в кабельных линиях электропередачи возможно, если при однофазных замыканиях на землю обеспечивается:

-              снижение высокочастотных перенапряжений;

-              максимальное ограничение времени воздействия перенапряжения промышленной частоты на изоляцию из сшитого полиэтилена в переходном и установившемся режимах сети.

2.12       Выбор конструкции кабеля, соответствующей режимам, сети производится на этапе проектирования и определяется требованиями и методиками стандартов МЭК.

3. Основные физико-механические свойства кабеля из СПЭ

3.1          Длительно допустимая температура ТПЖ кабеля 90 °С.

3.2          Допустимый радиус изгиба при монтаже и прокладке, не менее 15 Dн.

3.3          Физико-механические свойства кабелей с изоляцией из СПЭ приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные технические и эксплуатационные характеристики кабелей с изоляцией из СПЭ

Параметр

Значение параметра

Номинальное напряжение Uном, кВ

10, 20, 35

Температура окружающей среды при эксплуатации кабеля, °С:

-

-                     ПвВ, АПвВ;

от + 50 до -50

-                     ПвВнг-LS, АПвВнг-LS;

от + 50 до- 40

-                     ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу

от + 50 до -60

Относительная влажность воздуха (при температуре до +35 °С), %

98

Предельно допустимая температура нагрева ТПЖ кабелей в аварийном режиме (или режиме перегрузки), °С

+ 130

Предельная температура нагрева ТПЖ по условиям невозгораемости, °С

Максимальная температура нагрева экрана при КЗ, °С

400 (до 4 с) 350

Максимальная температура нагрева ТПЖ при КЗ, °С

250

Минимально радиус изгиба при прокладке*

15 DН

Примечание * - при монтаже с использованием специального шаблона допускается минимальный радиус изгиба кабеля 7,5 Бн.

4. Электрические характеристики кабелей

4.1          Электрические параметры кабелей, в том числе, длительно допустимые токи и допустимые токи КЗ, должны быть указаны в ТУ предприятием - изготовителем для конкретных сечений ТПЖ кабеля.

4.2          Расчетные значения электрических сопротивлений ТПЖ кабеля и ёмкости приведены в таблице 2 и 3.

Таблица 2 - Электрические параметры одножильного кабеля

Сечение ТПЖ, мм2

Сопротивление ТПЖ постоянному току при температуре 20 °С, Ом/км

Ёмкость, мкФ/км

медной жилы

алюминиевой жилы

50

0,387

0,641

0,23

70

0,268

0,443

0,26

95

0,193

0,320

0,29

120

0,153

0,253

0,31

150

0,124

0,206

0,34

185

0,0991

0,164

0,37

240

0,0754

0,125

0,41

300

0,0601

0,100

0,45

400

0,0470

0,0778

0,5

500

0,0366

0,0605

0,55

630

0,0280

0,0464

0,61

800

0,0221

0,0367

0,68

Таблица 3 - Электрические сопротивления ТПЖ кабелей переменному току при температуре 90°С при прокладке кабелей треугольником и в плоскости с расстоянием в свету равном диаметру кабеля

Сечение ТПЖ, мм2

Активное сопротивление переменному току при 90°С, Ом/км

Индуктивное сопротивление, Ом/км

медные жилы

Алюминиевые жилы

при прокладке треугольником (Δ)

при прокладке в плоскости (...)

(Δ)

(...)

(Δ)

(...)

50

0,494

0,494

0,822

0,822

0,126

0,184

70

0,342

0,342

0,568

0,568

0,119

0,177

95

0,247

0,246

0,411

0,411

0,112

0,170

120

0,196

0,196

0,325

0,325

0,108

0,166

150

0,159

0,159

0,265

0,265

0,106

0,164

185

0,128

0,127

0,211

0,211

0,103

0,161

240

0,0981

0,0973

0,161

0,161

0,0987

0,157

300

0,0791

0,0781

0,130

0,129

0,0959

0,154

400

0,0633

0,0618

0,102

0,101

0,0928

0,151

500

0,0510

0,0490

0,0804

0,0790

0,0897

0,148

630

0,0417

0,0391

0,0639

0,0621

0,0867

0,145

800

0,0329

0,0301

0,0505

0,0496

0,0832

0,142

4.3 Значения допустимых токов односекундного короткого замыкания кабелей должны соответствовать значениям, указанным в таблице 4.

Таблица 4 - Допустимые значения токов односекундного короткого замыкания кабеля с изоляцией из СПЭ

Номинальное сечение жилы, мм2

Токи короткого замыкания кабеля, кА

с медной жилой

с алюминиевой жилой

50

7,15

4,7

70

10,0

6,6

95

13,6

8,9

120

17,2

11,0

150

21,5

14,2

185

26,5

17,5

240

343

22,7

300

42,9

28,2

400

57,2

37,6

500

71,5

47,0

630

93,1

59,2

800

114,4

75,2

4.4 Допустимые токи односекундного короткого замыкания в медных экранах должны быть не более приведенных в таблице 5.

Таблица 5 - Допустимые значения токов односекундного короткого замыкания в медных экранах кабеля с изоляцией из СПЭ

Сечение медного экрана

Допустимый ток односекундного короткого замыкания, кА

16

3,3

25

5,1

35

7,1

50

10,2

70

14,3

95

19,4

4.5 Длительно допустимые токи для одиночной кабельной линии электропередачи в зависимости от сечения алюминиевой (медной) токопроводящей жилы, напряжения и условий прокладки приведены в приложении А.

Для кабелей, проложенных в воздухе, длительно допустимые токи приняты для температуры окружающей среды 25 °С.

Для кабелей, проложенных в земле, длительно допустимые токи рассчитаны при глубине прокладки 0,7 м, удельном термическом сопротивлении почвы 1,2 (Км)/Вт и температуре окружающей среды 15 °С.

5. Требования к заземлению экранов

5.1          Экран кабеля должен быть заземлен на обоих концах линии. Заземляющие проводники должны быть термически устойчивы к токам короткого замыкания.

5.2          При переходе КЛ в воздушную линию электропередачи и при отсутствии у опоры ВЛ заземляющего устройства кабельные муфты (мачтовые) следует заземлять.

5.3          Кабельные вставки в ВЛ должны быть защищены по обоим концам кабеля от грозовых перенапряжений защитными аппаратами. Заземляющий зажим защитных аппаратов, экраны кабеля, корпус кабельной муфты должны быть соединены между собой по кратчайшему пути. Заземляющий зажим аппарата защиты должен быть соединен с заземлителем отдельным проводником.

6. Климатические условия применения кабеля из СПЭ

6.1          Кабели с изоляцией из СПЭ выполнены по климатическому исполнению - У, УХЛ, категория размещения 1 и 2 по ГОСТ 15150-69, а также для прокладки в земле и воде.

6.2          Кабели с изоляцией из СПЭ рекомендуется применять в сейсмических зонах, в которых сейсмичность не превышает 9 баллов по шкале MSK.

6.3          Ограничений по применению кабеля по условиям влажности воздуха, структуре грунтов и видов почв нет.

www.eti.su

Кабели силовые с изоляцией из сшитого полиэтилена

Сегодня на рынке наблюдается стремительный рост продаж проводных кабелей, особенностью которых является изоляция из сшитого полиэтилена. Чаще всего они обозначаются аббревиатурой СПЭ на русском языке. Далее идет подробная расшифровка различных ее модификаций и характеристик конкретного типа кабеля.

Преимущества кабеля силового с изоляцией из сшитого полиэтилена:

К основным преимуществам, которыми обладает кабель КГ можно отнести:

Расшифровка маркировок кабеля

В маркировке кабеля заложена базовая информация о его конструктивных особенностях, поэтому, зная значение аббревиатур, можно будет без труда и посторонней помощи подобрать именно тот вид кабеля, который отвечает нуждам проекта.

Значение самых распространенных маркировок:

Чем примечателен сшитый полиэтилен?

Первое чем привлекают к себе такие кабеля, это техника сшитого полиэтилена. Примечательно, что, как изолирующий материал полиэтилен применялся уже давно, однако технологии стремительно шагнули вперед и устранили основные его недостатки, воплотив в новом виде покрытия. Кабель кг хл обладающий таким покрытием продолжает работать, когда температура достигает отметки в 130 градусов по Цельсию.

Обычные же кабеля начинают плавить покрытие, терять свои способности проводимости и приходят в негодность, когда температура едва достигает отметки в 85 градусов по Цельсию. Поэтому новое покрытие значительно расширяет возможности рабочих по прокладке и эксплуатации данного кабеля.

Употребление слов «вулканизация» или «сшивка» по отношению к проводам говорит о том, что их покрытие было обработано на молекулярном уровне, благодаря чему приобрело новые свойства, в том числе и повышенную прочность, устойчивость к высоким температурам. Во время обработки образуются поперечные связки, которые и помогают сделать кабель более устойчивым и гибким.

В мировой практике пока разработано всего два варианта такой обработки кабеля. В первую очередь они отличаются составом химического вещества, которым обрабатывается материал. В нашей стране большую популярность приобрела так называемая пероксидная техника, поскольку при обработке материала применяются пероксидные вещества, газы, а также соблюдение параметров температуры и давления на продукт. В результате получается обработка материала по всей длине кабеля без воздушных карманов и дефектов.

Такая технология актуальна для кабелей, которые переносят среднее и высокое напряжение, как АПвП 10. Благодаря такой технике обработки покрытия удается выработать значительно больший диапазон температур, чем у других видов кабелей. Отдельной похвалы заслуживают их гибкость и более приятные условия работы.

Вторым видом является силанольная сшивка кабеля. В этом случае в химический состав добавляются дополнительные элементы, так называемые силаны, которые помогают произвести процесс сшивки при значительно более низком температурном режиме. Такая технология является более дешевой, от того и применяется на кабелях, относящихся к среднему и низкому уровню проводимого напряжения.

Одножильные кабеля типа СПЭ

Одножильный вид кабеля является самым распространенным среди выпускаемых. Кроме него в продаже можно найти и кабеля содержащие три жилы. Их отличительной чертой считают наличие специального экструдированного наполнителя между фазами, который состоит из полиэтилена и ПВХ.

Одножильные же провода гарантируют качественную подачу сигнала за счет того, что резко снижается вероятность возникновения сбоя в одной из жил/фаз, образования коротких замыканий. Также предельно мала вероятность того, что на двух одножильных проводах, соединенных муфтами произойдет деформация покрытия или какая-то внутренняя поломка.

Практика показывает, что при проводке кабеля, через почву, процент произошедших поломок намного ниже, чем с использованием кабелей, которые не имеют сшитого покрытия, уплотненного на молекулярном уровне. Поэтому применение проводов данного типа обеспечит больший срок эксплуатации и оградит от преждевременных поломок.

Благодаря своим конструктивным особенностям и выносливости кабеля такого типа могут конкурировать с продукцией, применяемой для прокладки линии электропередачи на предприятиях малой и крупной промышленности. Необходимо в обязательном порядке проводить процедуру экранирования данного вида кабеля, чтобы электромагнитный уровень был совместимым с внешними цепями системы. Также такие защитные меры помогут создать повышенный уровень изоляции и не волноваться о сбоях в работе системы, передачи сигнала на всех участках кабеля. Если вы сомневаетесь в том, что сможете выбрать силовой кабель с изоляцией из сшитого полиэтилен самостоятельно, и понимаете, что среди множества кабеля сложно выбрать подходящий, то просто обратитесь в специальный магазин и проконсультируйтесь.

electro-sad.ru

Силовые кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 10 кВ

Типы кабелей:

АПвП, АПвПу, АПвВ, АПвВнг-LS, ПвП, ПвПу, ПвВ, ПвВнг-LS

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на напряжение 10 кВ должны заменить морально устаревшие кабели с пропитанной бумажной изоляцией (БПИ).

Кабели с изоляцией из СПЭ имеют преимущества перед кабелями с БПИ: более высокую надежность в эксплуатации; меньшие расходы на реконструкцию и содержание кабельных линий; низкие диэлектрические потери (коэффициент диэлектрических потерь 0,001 вместо 0,008); большую пропускную способность за счет увеличения допустимой температуры нагрева жил: длительной (90°С вместо 70 °С), при перегрузке (130°С вместо 90 °С); более высокий ток термической стойкости при КЗ (250°С вместо 200 °С); высокую стойкость к повреждениям; низкую допустимую температуру при прокладке без предварительного подогрева (—20 °С вместо 0 °С); низкое влагопоглощение; меньший вес, диаметр и радиус изгиба, что облегчает прокладку на сложных трассах; возможность прокладки на трассах с неограниченной разностью уровней; более экологичный монтаж и эксплуатацию (отсутствие свинца, масла, битума). Применяются для прокладки на трассах без ограничения разности уровней:

АПвП, ПвП, АПвПу, ПвПу

в земле (в траншеях) независимо от степени коррозионной активности, если кабель защищен от механических повреждений; на воздухе, в том числе в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты; в грунтах с повышенной влажностью и сырых, частично затапливаемых сооружениях, а также по согласованию с изготовителем, в несудоходных водоемах и в судоходных — при соблюдении мер, исключающих механические повреждения кабеля (кабели с индексом “г” и “2г”); на трассах сложной конфигурации (кабели АIIвПу, ПвПу).

ПвВ, АПвВ, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS

на воздухе, в том числе в кабельных сооружениях и производственных помещениях; в сухих грунтах. Не распространяют горение: кабели марок ПвВ, АПвВ при одиночной прокладке; — ПвВнг-LS АПвВнг-LS при прокладке в пучках.

Технические характеристки силовых кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена

Номинальное переменное напряжение частоты 50 Гц, (кВ).

10,0

Рабочая температура жил, (°С)

+90; +70*

Допустимый нагрев жил при работе в аварийном режиме, (°С)

+130; +90*

Максимальная температура жил при коротком замыкании, (°С)

+250; +200*

Эксплуатация при температуре окружающей среды, (°С).

— для ПвВ, АПВв, ПвВнг-Г, АПвВнг-LS

— для ПвП, АПвП, ПвПу, АПвПу

-50…+50

-60..+50

Монтаж без предварительного подогрева при температуре не ниже, (°С)

— для ПвВ, АПВв, ПвВнг-LS, АПвВнг-LS

— для ПвП, АПвП, пвПу, АПвПу

-15

-20

Радиус изгиба кабелей (наружных диаметров)

15 (7,5**); 15-25*

Строительная длина, не менее (м)

1050; 350*

Гарантийный срок эксплуатации, (год)

5; 4,5*

Срок службы кабелей, (год)

30

*Для кабелей с пропитанной бумажной изоляцией (БПИ).

**При использовании специального шаблона при монтаже.

Длительно допустимые токовые нагрузки кабелей с изоляцией из СПЭ выше чем кабелей с БПИ: на 25 % — 40 % (при расположении треугольником); на 30 % — 75 % (при расположении в плоскости). Это позволяет использовать кабель меньшего сечения или с большей нагрузкой.

Производитель: “Камкабель” (г. Пермь)

www.eti.su


Смотрите также